1、半導體照照明（LLED）百 題 問 答答上海市光光電子行行業協會會二OO五五年二月月TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc130892634 1、光的的本質是是什么，物體發發光有哪哪幾種方方式？ PAGEREF _Toc130892634 h 44 HYPERLINK l _Toc130892635 2、謂電電致發光光？半導導體發光光為何屬屬冷光？ PAGEREF _Toc130892635 h 5 HYPERLINK l _Toc130892636 4、簡單單介紹一一下LEED的發發展歷史史好嗎？ PAGEREF _Toc130892636 h 5 HYPERLIN

2、K l _Toc130892637 5、請問問照明光光源的基基本種類類與主要要性能有有哪些？ PAGEREF _Toc130892637 h 6 HYPERLINK l _Toc130892638 6、如何何描述LLED的的基本特特性？ PAGEREF _Toc130892638 h 66 HYPERLINK l _Toc130892639 7、傳統統光源相相比，LLED光光源有哪哪些優點點？ PAGEREF _Toc130892639 h 8 HYPERLINK l _Toc130892640 9、何謂謂綠色照照明光源源？它有有哪些特特點？ PAGEREF _Toc130892640 h 8

3、8 HYPERLINK l _Toc130892641 10、為為什么說說21世紀紀將迎來來照明產產業自愛愛迪生發發明白熾熾燈以來來又一次次產業革革命？ PAGEREF _Toc130892641 h 99 HYPERLINK l _Toc130892642 12、哪哪些產業業是LEED產業業鏈的構構成部分分？ PAGEREF _Toc130892642 h 100 HYPERLINK l _Toc130892643 18、當當前我國國LEDD產品與與國際先先進相比比，主要要差距在在哪里？ PAGEREF _Toc130892643 h 10 HYPERLINK l _Toc130892644

4、 19LLED的的發光源源是PN結，是如何何制成的的？哪些些是常用用來制造造LEDD的半導導體材料料？ PAGEREF _Toc130892644 h 111 HYPERLINK l _Toc130892645 22、當當前生產產超高亮亮LEDD的外延延方法主主要有幾幾種？什什么是MMOCVVD？ PAGEREF _Toc130892645 h 11 HYPERLINK l _Toc130892646 27、請請可否能能深入淺淺出地介介紹一下下LEDD芯片的的制造流流程。 PAGEREF _Toc130892646 h 112 HYPERLINK l _Toc130892647 29、通通過哪

5、些些芯片制制造過程程中的工工藝技術術措施，可以提提高芯片片發光強強度與出出光效率率？ PAGEREF _Toc130892647 h 133 HYPERLINK l _Toc130892648 30、LLED的的芯片為為什么要要分成諸諸如8mmil，9miil113至22mmil，40mmil等等不同的的尺寸？尺寸大大小對LLED光光電特性性有哪能能些影響響？ PAGEREF _Toc130892648 h 155 HYPERLINK l _Toc130892649 34、請請介紹一一下“透明電電極”芯片的的結構與與它的特特點？ PAGEREF _Toc130892649 h 116 HYPE

6、RLINK l _Toc130892650 35、什什么是“倒裝裝裝芯片”（Fliip CChipp）?它的結結構如何何？它有有哪些優優點？ PAGEREF _Toc130892650 h 116 HYPERLINK l _Toc130892651 36、用用于半導導體照明明的芯片片技術的的發展主主流是什什么？ PAGEREF _Toc130892651 h 117 HYPERLINK l _Toc130892652 37、LLED芯芯片封裝裝成發光光二極管管一般可可以分成成哪幾種種形式？他們在在結構上上各有什什么不同同？ PAGEREF _Toc130892652 h 177 HYPERLI

7、NK l _Toc130892653 38、LLED芯芯片封裝裝成器件件一般的的制造程程是什么么？ PAGEREF _Toc130892653 h 188 HYPERLINK l _Toc130892654 39、為為什么要要將芯片片進行封封裝？封封裝后的的器件比比裸芯在在性能上上有什么么不同？ PAGEREF _Toc130892654 h 18 HYPERLINK l _Toc130892655 41、何何謂“一次光光學設計計”？LEDD封裝中中有哪幾幾種出光光透鏡？他們有有何特點點？ PAGEREF _Toc130892655 h 199 HYPERLINK l _Toc13089265

8、6 42、大大功率LLED的的封裝形形式目前前常見的的有哪幾幾種？他他們各自自有哪些些異同？ PAGEREF _Toc130892656 h 20 HYPERLINK l _Toc130892657 46、能能否簡單單介紹一一下芯片片粘結工工藝中的的“合金粘粘結”工藝？ PAGEREF _Toc130892657 h 20 HYPERLINK l _Toc130892658 48、白白光LEED是通通過哪些些方法來來實現的的？ PAGEREF _Toc130892658 h 211 HYPERLINK l _Toc130892659 49當當前制造造白光LLED的的主流方方法是什什么？ PAG

9、EREF _Toc130892659 h 222 HYPERLINK l _Toc130892660 50白白光LEED當前前具有代代表性的的產品的的水平如如何？ PAGEREF _Toc130892660 h 222 HYPERLINK l _Toc130892661 51什什么是色色溫？什什么是顯顯色指數數？ PAGEREF _Toc130892661 h 222 HYPERLINK l _Toc130892662 52照照明領域域對白光光LEDD的光電電性能有有哪些基基本要求求？ PAGEREF _Toc130892662 h 233 HYPERLINK l _Toc130892663

10、54LLED光光源取代代傳統光光源從目目前來看看還需克克服哪些些障礙和和基本技技術關鍵鍵？ PAGEREF _Toc130892663 h 233 HYPERLINK l _Toc130892664 55白白光LEED的光光譜與單單色光（紅、黃黃、藍、紫等）的光譜譜有些什什么區別別？ PAGEREF _Toc130892664 h 255 HYPERLINK l _Toc130892665 56為為什么用用太陽能能電池與與白光LLED組組合的照照明系統統被稱為為“真正的的綠色照照明”系統？ PAGEREF _Toc130892665 h 26 HYPERLINK l _Toc130892666

11、 59什什么是LLED的的內量子子效率？不同的的發光波波長，假假定內量量子效率率達1000%，其電-光效率率有何不不同？ PAGEREF _Toc130892666 h 226 HYPERLINK l _Toc130892667 60、LLED PN結結有源層層發出的的光子能能否1000%逸逸出到空空氣中？ PAGEREF _Toc130892667 h 27 HYPERLINK l _Toc130892668 62、能能否簡述述一下提提高LEED芯片片電一光光轉換效效率的意意義何在在？ PAGEREF _Toc130892668 h 288 HYPERLINK l _Toc130892669

12、 63、衡衡量LEED器件件光電轉轉換優劣劣的參數數主要有有哪些？ PAGEREF _Toc130892669 h 29 HYPERLINK l _Toc130892670 64、單單個LEED的流流明效率率與用LLED作作光源構構成的燈燈具的流流明效率率有什么么異同？ PAGEREF _Toc130892670 h 30 HYPERLINK l _Toc130892671 65、什什么是人人眼對光光的視覺覺函數？ PAGEREF _Toc130892671 h 31 HYPERLINK l _Toc130892672 66、人人眼對光光的視覺覺函數這這一特點點對我們們了解LLED有有什么作作

13、用？ PAGEREF _Toc130892672 h 332 HYPERLINK l _Toc130892673 67、為為什么一一個藍光光LEDD在涂上上特殊的的熒光粉粉構成白白光LEED后，其輻射射光通量量會比藍藍光的高高出幾倍倍基至十十幾倍？ PAGEREF _Toc130892673 h 32 HYPERLINK l _Toc130892674 68、LLED在在照明應應用中，往往要要知道這這個LEED的照照度是多多少，請請問照度度的定義義是什么么？知道道了這個個LEDD的輻射射光通量量，能否否求出它它的照度度？ PAGEREF _Toc130892674 h 333 HYPERLIN

14、K l _Toc130892675 70、請請問LEED光通通量與發光光強度即即光強是是否能相相互轉換換？ PAGEREF _Toc130892675 h 344 HYPERLINK l _Toc130892676 71、LLED的的發光強強度Ivv與照度度E之間如如何進行行換算？ PAGEREF _Toc130892676 h 34 HYPERLINK l _Toc130892677 72、為為什么說說用積分分球來測測量LEED的光光通量時時，可以以認為：在積分分球內表表面任一一點位置置上得到到的由另另一部分分反射出出的照度度，不受受點的位位置的影影響？ PAGEREF _Toc130892

15、677 h 335 HYPERLINK l _Toc130892678 73、為為什么LLED PN結結上溫度度升高會會引起它它的光電電參數退退化？ PAGEREF _Toc130892678 h 336 HYPERLINK l _Toc130892679 75、衡衡量LEED長期期使用性性能退化化的主要要指標是是什么？ PAGEREF _Toc130892679 h 36 HYPERLINK l _Toc130892680 76、什什么是LLED的的結溫，它是如如何產生生的？ PAGEREF _Toc130892680 h 337 HYPERLINK l _Toc130892681 77、簡

16、簡述結溫溫對LEED光輸輸出的影影響 PAGEREF _Toc130892681 h 388 HYPERLINK l _Toc130892682 79當當結溫上上升時，LEDD的發光光波長與與顏色如如何變化化？ PAGEREF _Toc130892682 h 399 HYPERLINK l _Toc130892683 80簡簡述什么么是熱阻阻？它的的定義和和單位是是什么？ PAGEREF _Toc130892683 h 40 HYPERLINK l _Toc130892684 81LLED PN結結上最高高結溫的的含義是是什么？ PAGEREF _Toc130892684 h 40 HYPER

17、LINK l _Toc130892685 82試試述LEED器件件的熱阻阻模型，它由哪哪些部分分構成？各有什什么特點點？ PAGEREF _Toc130892685 h 411 HYPERLINK l _Toc130892686 83為為什么說說提高光光效可降降低結溫溫，試述述提高光光效的主主要途徑徑 PAGEREF _Toc130892686 h 42 HYPERLINK l _Toc130892687 84試試述熱阻阻在功率率LEDD光源應應用中的的作用 PAGEREF _Toc130892687 h 443 HYPERLINK l _Toc130892688 85、如如何減小小LEDD的

18、熱阻阻值 PAGEREF _Toc130892688 h 444 HYPERLINK l _Toc130892689 86請請簡單介介紹一下下目前常常用的熱熱阻測試試方法： PAGEREF _Toc130892689 h 45 HYPERLINK l _Toc130892690 87何何謂功率率型LEED，請請介紹一一下它的的發展概概況： PAGEREF _Toc130892690 h 446 HYPERLINK l _Toc130892691 90LLED工工作時，較好的的驅動方方法是什什么方法法？ PAGEREF _Toc130892691 h 477 HYPERLINK l _Toc13

19、0892692 91.有有哪些常常用的恒恒流驅動動LEDD的方法法？請作作簡單介介紹。 PAGEREF _Toc130892692 h 448 HYPERLINK l _Toc130892693 93如如何實現現LEDD的調光光、調色色？請舉舉一簡單單例子說說明。 PAGEREF _Toc130892693 h 550 HYPERLINK l _Toc130892694 94、LLED的的“壽命”是什么么樣一種種概念？什么是是“浴盆”曲線？ PAGEREF _Toc130892694 h 52 HYPERLINK l _Toc130892695 95、LLED失失效的判判據是什什么？失失效率又

20、又如何？ PAGEREF _Toc130892695 h 54 HYPERLINK l _Toc130892696 98、是是否可以以通過試試驗來剔剔除早期期失效的的LEDD？ PAGEREF _Toc130892696 h 54 HYPERLINK l _Toc130892697 99、什什么是靜靜電破壞壞？哪些些類型的的LEDD容易受受靜電破破壞導致致失效？ PAGEREF _Toc130892697 h 55 HYPERLINK l _Toc130892698 101、從哪些些方面著著手改進進和注意意可以提提高LEED在應應用中的的可靠性性，降低低失效率率？ PAGEREF _Toc13

21、0892698 h 566 HYPERLINK l _Toc130892699 102、LEDD要進入入照明領領域還存存在哪些些問題，還要做做哪些工工作？ PAGEREF _Toc130892699 h 5571、光的的本質是是什么，物體發發光有哪哪幾種方方式？光是一種種能量的的形態，它可以以從一個個物體傳傳播到另另一個物物體，其其中無需需任何物物質作媒媒介。通通常將這這種能量量的傳遞遞方式謂謂之輻射射，其含含義是能能量從能能源出發發沿直線線（在同同一介質質內）向向四面八八方傳播播。關于于光的本本質，早早在十七七世紀中中葉就被被牛頓與與麥克斯斯韋分別別以“微粒說說”、“波動說說”進行了了詳細探

22、探討，并并成為當當前所公公論的光光具有“波粒二二重性”的理論論基礎。約1000多年年前，人人們又進進一步證證實了光光是一種種電磁波波，更嚴嚴格地說說，在極極為寬、闊的電電磁波譜譜大家族族中。可可見光的的光波只只占有很很小的空空間，如如表1-1所示示。其波波長范圍圍處在3380nnm-7770nnm表1-11：電磁磁波譜波波長區域域電磁波譜譜種類波長范圍圍nmmcmM長波振蕩蕩1055無線電波波11005微波10-11102紅外線0.777103可見光3807700紫外線103390X射線10-3350 r射線線10-5510-11宇宙射線線10-5*lm=1022cm=1066m=1109nm

23、之間，包包含了人人眼可辯辯別的紫紫、靛、藍、綠綠、橙、紅七種種顏色，它的長長波方向向是波長長范圍在在微米量量級至幾幾十千米米的紅外外線、微微波及無無線電波波區域；它的短短波端是是紫外線線、x射射線、rr射線，其中rr射線的的波長已已小到可可與原子子直徑相相比擬。物體的發發光方式式通常可可分成二二類，即即熱光與與冷光。所謂熱熱光又稱稱之謂熱熱輻射，是指物物質在高高溫下發發出的熱熱。在熱熱輻射的的過程中中，特內內部的能能量并不不改變，通過加加熱使輻輻射得以以進行下下去，低低溫時輻輻射紅外外光、高高溫時變變成白光光。眾所所周知，當鎢絲絲在真空空式惰性性氣氛中中加熱至至很高的的溫度，即會發發出灼眼眼的

24、白光光。其實實，太陽陽光就是是一種最最為常見見的白光光，三棱棱鏡可將將太陽光光分解成成上述的的七種顏顏色，實實驗已證證明，只只要采用用其中的的藍、綠綠、紅三三種顏色色，即可可合成自自然界中中所有色色彩，包包括白色色的光，我們通通常將藍藍、綠、紅三種種顏色稱稱之為三三原色。 冷冷光是從從某種能能源在較較低溫度度時所發發出的光光。發冷冷光時，某個原原子的一一個電子子受外力力作用從從基態激激發到較較高的能能態。由由于這種種狀態是是不穩定定的，該該電子通通常以光光的形式式將能量量釋放出出來，回回到基態態。由于于這種發發光過程程不伴隨隨物體的的加熱，因此將將這種形形式的光光稱之為為冷光。按物質質的種類類

25、與激發發的方式式不同，冷光可可分為各各種生物物發光、化學發發光、光光致發光光、陰極極射線發發光、場場致發光光、電致致發光等等多種類類別。螢螢火蟲、熒光粉粉、日光光燈、EEL發光光、LEED發光光等均是是一些典典型的冷冷光光源源。2、何謂謂電致發發光？半半導體發發光為何何屬冷光光？所謂電致致發光是是一種直直接電能能轉換成成光能的的過程。這種發發光不存存在尤如如白熾燈燈那樣先先將電能能轉變成成熱能，繼而使使物體溫溫度升高高而發光光的現象象，故將將這種光光稱之為為冷光。通常有有二種電電致發光光現象，EL屏屏是利用用固體在在電場作作用下的的發光現現象所制制成的光光源，熒熒光材料料在電場場作用下下，導帶

26、帶中的電電子被加加速到足足夠高的的能量并并撞擊發發光中心心，使發發光中心心激發或或電離，激活的的發光中中心回到到基態或或與電子子復合而而發光，熒光材材料（ZZnS）中不同同的激活活劑決定定了發光光的顏色色。第二二類電致致發光又又稱之為為注入式式場致發發光，LLED與與LD就就屬于這這類發光光過程。電致發發光實際際上也是是一種能能量的變變換與轉轉移的過過程。電電場的作作用使系系統受到到激發，將電子子由低能能態躍遷遷到高能能態，當當他們從從高能態態回到低低能態時時，根據據能量守守衡原理理，多余余的能量量將以光光的形式式釋放出出來，這這就是電電致激發發發光。發光波波長取決決于電子子的能量量差：E=h

27、h=hc/=1.24 （22-1） 其中E= E1 E2 ，EE是發射射光子所所具有的的能量，以電子子伏特為為單位。為光子子波長，以毫微微米為單位位。由式式（2-1）可可知，激激發電子子的能量量差E越高高，所發發出的電電子波長長就越短短，顏色色發生藍藍移，所所之，激激發電子子能量差差變小，所發光光子的波波長就會會紅移。4、簡單單介紹一一下LEED的發發展歷史史好嗎？半導體PP-N結結發光現現象的發發現，可可追溯到到上世紀紀二十年年代。法法國科學學家O.W.LLosssow在在研究SSiC檢檢波器時時，首先先觀察到到了這種種發光現現象。由由于當時時在材料料制備、器件工工藝技術術上的限限制，這這一

28、重要要發現沒沒有被迅迅速利用用。直至至四十年年后，隨隨著-族材料料與器件件工藝的的進步，人們終終于研制制成功了了具有實實用價值值的發射射紅光的的GaAAsP發發光二級級管，并并被GEE公司大大量生產產用作儀儀器表指指示。此此后，由由于GaaAs、Gapp等材料料研究與與器件工工藝的進進一步發發展，除除深紅色色的LEED外，包括橙橙、黃、黃綠等等各種色色光的LLED器器件也大大量涌現現于市場場。出于多種種原因，Gapp、GaaAsPP等LEED器件件的發光光效率很很低，光光強通常常在100mcdd以下，只能用用作室內內顯示之之用。雖雖然AllGaAAs材料料進入間間接躍進進型區域域，發光光效率迅

29、迅速下降降。跟隨隨著半導導體材料料及器件件工藝的的進步，特別是是MOCCVD等等外延工工藝的日日益成熟熟，至上上世紀九九十年代代初，日日本日亞亞化學公公司（NNichhia）與美國國的克雷雷（Crree）公司通通過MOOCVDD技術分分別在藍藍寶石與與SiCC襯底上上生長成成功了具具有器件件結構的的GaNN基LEED外延延片，并并制造了了亮度很很高的藍藍、綠及及紫光LLED器器件。超高亮度度LEDD器件的的出現，為LEED應用用領域的的拓展開開辟了極極為絢麗麗的前景景。首先先是亮度度提高使使LEDD器件的的應用于于從室內內走向室室外。即即使在很很強的陽陽光下，這類ccd級的的LEDD管仍能能熠

30、熠發發亮，色色彩斑斕斕。目前前已大量量應用于于室外大大屏幕顯顯示、汽汽車狀態態指示、交通信信號燈、LCDD背光與與通用照照明領域域。超高高亮LEED的第第二個特特征是發發光波長長的擴展展，InnGaAAlP器器件的出出現使發發光波段段向短波波擴展到到5700nm的的黃綠光光區域，而GaaN基器器件更使使發光波波長短擴擴至綠、藍、紫紫波段。如此，LEDD器件不不但使世世界變得得多彩，更有意意義的是是使固態態白色照照明光源源的制造造成為可可能。與與常規光光源相比比，LEED器件件是冷光光源，具具有很長長的壽命命與很小小的功耗耗。其次次，LEED器件件還具有有體積小小，堅固固耐用，工作電電壓低，響應

31、快快，便于于與計算算機相聯聯等優點點。統計計表明，在二十十世紀的的最后五五年內，高亮LLED產產品的應應用市場場一直保保持著440%以以上的增增長率。隨著世世界經濟濟的復蘇蘇以及白白色照明明光源項項目的啟啟動，相相信LEED的生生產與應應用會迎迎來一個個更大的的高潮。5、請問問照明光光源的基基本種類類與主要要性能有有哪些？照明光源源種類當代照明明光源可可分成白白熾燈，氣體放放電燈、固態光光源三大大類。其詳細分分類如表表5-11所示主要光源源的技術術指標（表5-1）光源種類類光效（llm/ww）顯色指數數（Raa）色溫（KK）平均壽命命（G）白熾燈151002800010000鹵鎢燈251003

32、000020000-50000普通熒光光燈7070全系列100000三基色熒熒光燈9380-998全系列120000緊奏型熒熒光燈6085全系列80000高壓汞燈燈504533000-4330060000金屬鹵燈燈物燈75-99565-99230000/45500/5600060000-2000000高壓鈉燈燈100-120023/660/88519500/22200/25000240000低壓鈉燈燈2008517500280000高頻無極極燈50-7708530000-40000400000-8800000固體白燈燈207550000-100000010000006、如何何描述LLED的的基

33、本特特性？LED作作為一個個電致發發光的PP-N結結器件，其特性性可通該該P-NN結的電電學參數數，以及及作為一一個發光器件件的光學學參數來來進行描描述。伏安特性性是描述述一個PP-N結結器件的的重要參參數，它它是P-N結性性能，PP-N結結制作工工藝優劣劣的重要標識識。所謂謂伏安特特性，即即是流過過P-NN結的電電流隨電電壓變化化的特性性，在示示波器上上能十分分形象地地展示這這種變化化。一根根完整的的伏安曲曲線包括括正向特特性與反反向特性性。通常常，反向向特性曲曲線變化化較為陡陡峭，當當電壓超超過某個個閾值時時，電流流會出現現指數式式上升。通常可可用反向向擊穿電電壓，反反向電流流和正向向電壓

34、三三個參數數來進行行伏安特特性曲線線的描述述。正向電壓壓VF 是指額額定正向向電流下下器件二二端的電電壓降，這個什什既與材材料的禁禁帶寬度度有關，同時也也標識了了P-NN結的體體電阻與與歐姆接接觸電阻阻的高低低。VFF的大小小一定程程度上反反映了電電極制作作的優劣劣。相對對于200毫安的的正向電電流，紅紅黃光類類LEDD的VFF值約為為2伏，而GaaN基蘭蘭綠光類類LEDD器件的的VF值通常常大于33伏。反反向漏電電流IRR是指給給定的反反向電壓壓下流過過器件的的反向電電流值，這個值值的大小小十分敏敏感于器器件的質質量。通通常在55伏的反反向電壓壓下，反反向漏電電流應不不大于是是10微微安，I

35、IR過大表表明結特特性較差差。反向向擊穿電電壓是指指當反向向電壓大大于某一一值時，反向漏漏電電流流會急劇劇增大，反映了了器件反反向耐壓壓的特性性。對一一個具體體器件而而言，漏漏電流大大小的標標準有所所不同，在較為為嚴格的的情況下下，要求求在規定定電壓下下，反向向漏電流流不大于于10微微安。除了電學學特性，還需采采用一系系列的光光學參數數來描述述LEDD器件的的性能，其中較較為重要要的參數數為器件件的峰值值波長與與光強。可見光光屬電磁磁波范疇疇，通常常可以用用波長來來表達人人眼所能能感受到到的。可可見光的的輻射能能量，一一般可見見光的波波長范圍圍在3880nmm7600nm之之間，波波長越長長，

36、其相相應的光光子能量量就越低低，光的的顏色也也顯得越越紅，當當光子的的波長變變短時，光將逐逐漸由紅紅轉黃，進而變變綠變蘭蘭，直至至變成紫紫色。對對于一個個LEDD器件，其所發發的光會會在峰值值P處有所所展開，其波長長半寬度度通常為為1030nnm，半半寬度越越越小，說明LLED器器件的材材料越純純，性能能越均勻勻，晶體體的完整整性也越越好。光光強是衡衡量LEED性能能優劣的的另一個個重要參參數，通通常用字字母Ivv來表示示。光強強的定義義是，光光在給定定方向上上，單位位立體角角內發了了1流明明的光為為1燭光光，其單單位用坎坎德拉（cd）表示。其關系系可用公公式（66-1）表征： IIv=dd/

37、d （6-1）式中的的單位為為流明，Iv的的單位即即是cdd，d是單位位立體角角，單位位為度。一個超超亮LEED芯片片的法向向光強一一般在3301200mcdd之間，封裝成成器件后后，其法法向光強強通常要要大于11cd.光通量是是判別LLED發發光效率率的一個個更為客客觀的參參量，它它表示單單位時間間內電發發光體發發出的光光能的大大小，單單位為流流明（llm）。通常白白熾燈與與熒光燈燈的光效效分別為為15llm/ww與600lm/w，燈燈泡的功功率越大大，光通通量越大大。對于于一個性性能較高高的LEED器件件，光效效為200lm/w，實實驗室水水平也有有達到1100llm/ww的。為為使LEE

38、D器件件更快地地用于照照明，必必須進一一步提高高LEDD器件的的發光效效率，估估計100年后，LEDD的光效效可達2200llm/ww。屆時時，人類類將會迎迎來一個個固態光光源全面面替代傳傳統光源源的新時時代。7、傳統統光源相相比，LLED光光源有哪哪些優點點？LED作作為一個個發光器器件，之之所以備備受人們們關注，是有其其較其他他發光器器件優越越的方面面，歸納起來LLED有有下列一一些優點點：工作壽命命長：LLED作作為一種種導體固固體發光光器件，較之其其他發光光器具有有更長的的工作壽命。其其亮度半半衰期通通常可達達到十萬萬小時。如用LLED替替代傳統統的汽車車用燈，那么它它的壽命命將遠大大

39、于汽車車本體的的壽命，具有終終身不用用修理與與更換的的特點。耗電低：LEDD是一種種低壓工工作器件件，因此此在同等等亮度下下，耗電電最小，可大量量降低能耗。相相反，隨隨著今后后工藝和和材料的的發展，將具有有更高的的發光效效率。人人們作過過計算，假如日日本的照照明燈具具全部用用LEDD替代，則可減減少二座座大型電電廠，從從而對環環境保護護十分有有利。響應時間間快：LLED一一般可在在幾十毫毫秒（nns）內內響應，因此是是一種告告訴器件件，這也也是其他光光源望塵塵莫及的的。采用用LEDD制作汽汽車的高高位剎車車燈在高高速狀態態下，大大提高了了汽車的的安全性性體積小，重量輕輕、耐抗抗擊：這這是半導導

40、體固體體器件的的固有特特點。彩彩LEDD可制作作各類清晰精致致的顯示示器件。易于調光光、調色色、可控控性大：LEDD作為一一種發光光器件，可以通通過流過過電流的的變化控制亮度度，也可可通過不不同波長長LEDD的配置置實現色色彩的變變化與調調節。因因此用LLED組組成的光光源或顯顯示屏，易于通通過電子子控制來來達到各各種應用用的需要要，與IIC電腦腦在兼容容性無比比毫困難難。另外外，LEED光源源的應用用原則上上不受窨窨的限制制，可塑塑性極強強，可以以任意延延伸，實實現積木木式拼裝裝。目前前大屏幕幕的彩色色顯示屏屏非LEED莫屬屬。（6）用用LEDD制作的的光源不不存在諸諸如水銀銀、鉛等等環境污

41、污染物，不會污污染環境境。因此此人們將將LEDD光源稱稱為“綠色”光源是是受之無無愧的。9、何謂謂綠色照照明光源源？它有有哪些特特點？所謂綠色色照明光光源就是是指通過過科學的的照明設設計，具具有效率率高、壽壽命長、安全和和性能穩穩定的照明電電器產品品（包括括電光源源、燈用用電器附附件、燈燈具配線線器材、以及調調光控制制器和控控光器件件）。通通過綠色色照明光光源的使使用，改改善與提提高人們們工作、學習、生活的的條件和和質量，從而創創造一個個高效、舒適、安全、經濟、有益的的環境，并充分分體現現現代文明明的照明明環境。19991年11月，美美國環保保局（EEPA）首先提提出 實實施“綠色照照明（GG

42、reeen llighhtinng）”和推出出“綠色照照明工程程（Grreenn liighttingg prrogrram）”的概念念，并很很快得到到聯合國國的支持持和許多多發達國國家的重重視，并并積極采采取相應應的政策策和技術術措施，推進綠綠色照明明工程的的實施和和發展。19993年111月我我國國家家經貿委委開始啟啟動中國國綠色照照明工程程事半功功倍于119966年正式式列入國國家計劃劃。節能與環環保是我我國經濟濟發展的的二項基基本要素素。據最最新統計計，我國國照明年年用電達達20000億度度，占總發電電量的112%，約為22個半三三峽滿負負荷的發發電量。如能用用高效固固態白光光光源替替

43、代部分分目前的的通用電電光源，特別是是白熾燈燈，就可可節省下下一半約約100000億億度的電電量。另另外有資資料顯示示，直接接燃燒一一噸煤將將向空中中排放上上百公斤斤的SOO2、NOO2、粉塵塵與COO2，將會會大面積積破壞大大氣與氣氣候環境境，采用用固態光光源替代代通用照照明光源源后，就就可使我我國減小小數億噸噸級的大大氣污染染，有效效地保護護地球的的生態環環境。10、為為什么說說21世世紀將迎迎來照明明產業自自愛迪生生發明白白熾燈以以來又一一次產業業革命？目前市場場上流行行的照明明器材，無論是是白熾燈燈還是熒熒光燈，或是氣氣體放電電燈，均均為真空空或充氣氣狀態的的玻殼制制品。而而固態白白光

44、是一一種純固固體的白白色發光光源，這這種光源源由半導導體材料料制成，又稱之之為半導導體白光光器件，或是LLED發發光器件件。高亮亮LEDD的出現現特別是是GaNN基藍綠綠色LEED的崛崛起使LLED的的用途發發生了革革命性的的變革從指指示燈轉轉向了照照明。上上世紀末末的白色色LEDD的發明明，使用用權人類類的照明明產業進進入了一一個嶄新新的時期期。由于于人類照照明革命命的巨大大市場與與對人類類生存及及發展的的無限意意義，可可以毫不不夸張地地認為，即將發發生的照照明革命命，其意意義與深深遠影響響絕不來來于上二二個世紀紀發生的的二次技技術革命命（蒸汽汽機時代代與微電電子時代代）。二二十一世世紀讓我

45、我們進入入了一個個固體照照明的新新時代。科學家預預言，二二十一世世紀將是是微電子子和光電電子協同同作戰，共同發發揮作用用的時代代。微電電子和光光電子是是信息技技術賴于于迅猛發發展的二二個輪子子，缺一一不可。而固態態照明正正是二十十一世紀紀科技進進步的最最新成果果。半導導體照明明的早日日實現將將使用權權長達1120多多年的從從愛迪生生發明白白熾燈開開始的傳傳統照明明時代劃劃上圓滿滿的句號號。這不不但是人人類照明明歷年與與照明技技術的巨巨大革命命，更會會對人類類生活的的改善帶帶來革命命性的推推動作用用，是對對人類進進步過程程的一個個巨大貢貢獻。由于 LLED在在照明方方面的發發展潛力力，一些些先進

46、國國家與地地區對LLED的的發展制制定了國國家級的的發展計計劃。日日本從119988年開始始實施“21世世紀光計計劃”，預計計20110年白白光LEED的發發光效率率達到1120llm/ww，到220200年希望望能取代代50%的白熾熾燈及全全部熒光光燈。美美國也投投入5億億美元巨巨資，啟啟動“下一代代照明光光源計劃劃”，旨在在未來4400億億美元的的照明光光源市場場的競爭爭中能領領先于日日本，歐歐洲與韓韓國，打打算到220200年使用用LEDD的發光光效率達達到2000lmm/w，遠遠超超過目前前各類傳傳統照明明光源的的效率。預測到到20110年，美國將將有555%的白白熾燈和和熒光燈燈被半

47、導導體燈所所替代，每年可可節電3350億億美元。此外，韓國、西歐、臺灣與與中國大大陸都在在緊鑼密密鼓啟動動各自的的“半導體體照明計計劃”。如同同晶體管管替代電電子管一一樣，半半導體燈燈替代傳傳統照明明光源的的浪潮，必將洶洶涌澎湃湃，勢如如破竹，成為二二十一世世紀的大大勢所趨趨，無可可陰擋。面對半半導體照照明市場場的巨大大誘惑，世界三三大照明明工業巨巨頭，通通用電氣氣、飛利利浦、歐歐司朗等等大公司司紛紛與與半導體體公司合合作成立立半導體體照明企企業，一一場搶占占半導體體照明新新興產業業制高點點的爭奪奪戰已經經在全球球打響。12、哪哪些產業業是LEED產業業鏈的構構成部分分？LED產產業鏈大大致可

48、以以分為五五個部分分。一、原材料料。二、LEDD上游產產業，主主要包括括外延材材料和芯芯片制造造。三、LEDD中游產產業，主主要包括括各種LLED器器件和封封裝。四四、LEED下游游產業，主要包包括各種種LEDD的應用用產品產產業。五五、測試試儀器和和生產設設備。關于LEED上游游、中游游和下游游產業，下面將將有詳細細介紹這這里重點點介紹原原材料產產業和測測試儀器器和生產產設備產產業。LED發發光材料料和器件件的原材材料包括括襯底材材料砷化化鎵單晶晶、氮化化鋁單晶晶等。它它們大部部分是IIII-V族化化合物半半導體單單晶，生生產工藝藝比較成成熟，已已有開啟啟即用的的拋光征征供貨。其他原原材料還

49、還有金屬屬高純鎵鎵，高純純金屬有有機物源源如三甲甲基鎵、三乙基基鎵、三三甲基煙煙、三甲甲基鋁等等，高純純氣體氨氨、氮氫氫等。原原材料的的純度一一般都要要在6NN以上。封裝材材料有環環氧樹脂脂、ABBS、PPC、PPPD等等。外延材料料的測試試儀器主主要有xx射線雙雙晶衍射射儀，熒熒光譜儀儀、盧瑟瑟福背散散射溝道道譜儀等等。芯片片、器件件測試儀儀器主要要有LEED光電電特性測測試儀，光譜分分析儀等等，主要要測試參參數為正正反向電電壓、電電流特性性、法向向光強、光強角角分布、光通量量、峰值值波長、主波長長、色光光標、顯顯色指數數等。生生產設備備則有MMOCVVD設備備、液相相外延爐爐、鍍膜膜機、光

50、光刻機、劃片機機、全自自動固晶晶機、金金絲球焊焊機、硅硅鋁絲超超聲壓焊焊機、灌灌膠機、真空烘烘箱、芯芯片計數數儀、芯芯片檢測測儀、倒倒膜機、光色電電全自動動分選機機等。18、當當前我國國LEDD產品與與國際先先進相比比，主要要差距在在哪里？當前我國國LEDD產業與與國際先先進相比比，差距距主要反反映在產產品水平平較低和和研發能能力不足足上。從從產品水水平方面面看越到到上游，水平差差距越大大。如LLED屏屏幕技術術，與國國外先進進水平差差距不大大，道路路交通信信號燈技技術水平平與國外外先進水水平略有有差距，差距最最大的是是外延方方面，主主要反映映在光學學性能上上，還反反映在均均勻性和和成品率率上

51、，如如InGGaAllP外延延片制成成的芯片片，國外外最高已已達20003300mmcd/20mmA，而而國內僅僅10002000。IInGaaN藍光光和綠光光數據也也相差近近一倍。至于在在新產品品的研發發能力上上，差距距顯得更更大些，目前我我們外延延產品的的結構，還全是是仿照他他人的，應積極極開展創創新型研研發工作作，做出出具有我我們自主主知識產產權的東東西來。在大功功率LEED芯片片的研發發上，發發光效率率也大致致相當于于先進水水平的一一半，如如白光在在日本日日立和美美國Luumilled公公司已有有50llm/ww的產品品，而我我們研發發的最高高水平僅僅為255.7llm/ww，發光光效

52、率只只有199.3llm/ww。大功功率LEED用國國外芯片片能封出出30llm/ww器件。低檔和和中檔的的各種形形狀的LLED我我國現在在都能生生產。在在LEDD大屏幕幕產品水水平上還還有一定定差距，而在應應用產品品的開發發上，如如液晶背背光源，汽車燈燈方面也也有一定定差距。誠然經過過努力，我們也也有一些些開發產產品具備備了國際際上的先先進水平平。如硅硅襯底上上外延IInGaaN，已已取得330mccd/220mAA的芯片片成果。而在道道路交通通信號燈燈和航標標燈方面面也達到到了與國國際先進進相當的的產品水水平，并并取得了了較好的的市場業業績。值得高興興的是，近二年年，特別別是國家家半導體體

53、照明工工程啟動動以來，產品水水平和開開發水平平提高的的速度明明顯加快快，出現現上、中中、下游游全面啟啟動的好好現象，按這樣樣的發展展趨勢，逐步趕趕上國際際先進水水平是指指日可待待的。19LLED的的發光源源是PN結結，是如如何制成成的？哪哪些是常常用來制制造LEED的半半導體材材料？發光二極極管的實實質性結結構是半半導體PPN結。在PNN結上加加正向電電壓時注注入少數數載流子子，少數數載流子子的復合合發光就就是發光光二極管管的工作作機理。PN結結就是指指在一單單晶中，具有相相鄰的PP區和NN區的結結構，它它通常是是在一種種導電類類型的晶晶體上以以擴散、離子注注入或生生長的方方法產生生另一種種導

54、電類類型的薄薄層來制制得的。如曾用用離子注注入法制制成碳化化硅藍色色LEDD，用擴擴散法制制成GaaAs、GaAAs0.60PP0.440/GGaAss0.335P00.655：N/GaPP、GaaAs00.155P0.85：N/GGaP、GaPP：ZnnO/GGaP的的紅外、紅光、橙光、黃光、紅光LLED，而GaaAlAAs、IInGaaN、IInGaaAlPP超高亮亮度LEED都是是由生長長結制成成，效率率較高的的GaAAs、GGaP：ZnOO/GaaP和GGaP：N/GGaP LEDDPN結結也是用用生長結結制成的的。生長長結一般般較擴散散法和離離子注入入法是過過補償制制成PNN結，無無

55、用雜質質過多且且造成晶晶體質量量下降，缺陷增增多，使使用權非非輻射復復合增加加，導致致發光效效率下降降。常用來制制造LEED的半半導體材材料主要要有砷化化鎵、磷磷化鎵、鎵鋁砷砷、磷砷砷化鎵、銦鎵氮氮、銦鎵鎵鋁磷等等IIII-V族族化合物物半導體體材料，其他還還有IVV族化合合物半導導體碳化化硅、III-VVI族化化合物硒硒化鋅等等。22、當當前生產產超高亮亮LEDD的外延延方法主主要有幾幾種？什什么是MMOCVVD？當前生產產超高亮亮LEDD的外延延方法主主要有兩兩種，即即液相外外延生產產AlGGaAss LEED和金金屬有機機物化學學氣相淀淀積（MMOCVVD）生生產AllGaAAs、AAl

56、GaaInPP和InnGaNN LEED。其其中尤以以MOCCVD方方法為主主。一九六八八年，MManeesevvil等等人用三三甲基鎵鎵（TMMG）做做鎵源AAsH33做Ass源，HH2作載氣氣在絕緣緣襯底（Al22O3 、MMgAllO4 等）上上首次成成功地氣氣相淀積積了GaaAs外外延層，創立了了金屬有有機物化化學氣相相淀積技技術。后后來的研研究表明明這是一一種具有有高可靠靠性、控控制厚度度、組成成慘雜濃濃度精度度高，垂垂直性好好、靈活活性大、非常適適合于進進行IIII-VV族化合合物半導導體及其其溶體的的外延生生長，也也可應用用于III-VII族等，是一種種可以實實現像硅硅外延那那樣

57、大規規模生產產的工藝藝，具有有廣闊發發展前途途，目前前是生產產AlGGaInnP紅色色和黃色色LEDD和InnGaNN藍色、綠色和和白色LLED的的可工業業化方法法。由于MOOCVDD的晶體體生長反反應是在在熱分解解中進行行的，所所以又叫叫熱分解解法。通通常用IIII族族烷基化化合物（Al、Ga、In等等的甲基基或乙基基化合物物）作為為IIII族源，用V族族氫化物物（NHH3、PHH3、AssH3等作為為V族源源。由IIII族族烷基化化合物在在室溫附附近是蒸蒸氣壓較較高的液液體，所所以用氫氫氣作載載氣鼓泡泡并使之之飽和，再將其其與V族族氫化物物一起通通入反應應爐中，即在加加熱的襯襯底上進進行熱

58、分分解，生生成化合合物晶體體淀積在在襯底上上。先進的MMOCVVD設備備應具有有一個同同時生長長多片均均勻材料料，并能能長期保保持穩定定的生長長系統。設備的的精確過過程控制制是保證證能重復復和靈活活地進行行生產優優質外延延材料的的必要條條件。所所以設備備應具有有對載氣氣流量和和反應劑劑壓力的的精密控控制系統統，并配配備有快快速的氣氣體轉換換開關和和壓力平平衡裝置置。將用用合適結結構，使使用權熱熱場均勻勻，并保保證具有有滿意的的結晶質質量和表表面形貌貌和外延延爐內、片與片片、爐與與爐之間間的均勻勻性。目前國際際上供應應MOCCVD設設備的公公司主要要有三個個，即美美國Veeecoo公司、德國的的

59、Aixxtroon公司司和美國國的Thhomaas SSwann公司。27、請請可否能能深入淺淺出地介介紹一下下LEDD芯片的的制造流流程。LED芯芯片制造造主要是是為了制制造有效效可靠的的低歐姆姆接觸電電極能滿滿足可接接觸材料料之間最最小的壓壓降及提提供焊線線的壓墊墊，同時時要滿足足盡可能能多的出出光。主主要流程程如圖227-11外延材料檢驗清洗鍍膜光刻合金入庫包裝檢測切割 圖277-1鍍膜工藝藝一般用用真空蒸蒸鍍方法法，其主主要在11.333*100-4paa高真空空下用電電阻加熱熱或電子子束轟擊擊加熱方方法使材材料熔化化在低氣氣壓下變變成金屬屬蒸氣沉沉積在半半導體材材料表面面，一般般所用

60、PP型的接接觸金屬屬的包括括AuBBe,AAuZnn等，NN面的接接觸金屬屬常采用用AuGGeNii合金，鍍膜工工藝中最最常出現現的問題題是鍍膜膜前的半半導體表表面清洗洗，半導導體表面面的氧化化物，油油污等雜雜質清洗洗不干凈凈往往造造成鍍膜膜不牢，鍍膜后后形成的的合金層層還需要要通過光光刻工藝藝將發光光區盡可可能多露露出來，使留下下來的合合金層能能滿足有有效可靠靠的低歐歐姆接觸觸電極，及焊線線壓墊的的要求，正面最最常用到到的形狀狀是圓形形，對背背面來說說若材料料是透明明的也要要刻出圓圓形如圖圖27-2所示示正面電極背面電極 圖227-22光刻工序序結束后后還要通通過合金金化過程程。合金金化通常